Лекции по дисциплине: «Геофизические методы исследований и интерпретация геофизических данных» для студентов 4 к, 3 группы

Модуль 1 Введение. Геофизические методы гидрогеологических и инженерно-геологических исследований. Теоретические основы интерпретации результатов геофизических данных

Лекция 1. Тема: Цель и задачи геофизических исследований в инженерной гидрогеологии. Методы геофизических исследований в гидрогеологии и инженерной геологии, этапы, решаемые задачи.

1. Цель и задачи геофизических исследований в инженерной гидрогеологии

Широкое применение геофизики при гидрогеологических (ГГ) и инженерно-геологических (ИГ) исследованиях в СССР-России началось в 20—30-е годы ХХ века. Пионерами в этом явились Огильви А.Н., А.А. – профессора Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Н.А. Огильви – д-р г.-м.н., с.н.с. ВСЕГИНГЕО – отец и сыновья.

Уже с самого начала геофизические методы использовались при исследованиях в нескольких направлениях: при поисках и разведке пресных и минеральных вод, при строительстве крупных народнохозяйственных объектов, малогубинном промышленном и гражданском строительстве, при разведке и эксплуатации полезных ископаемых. В 70-е и последующие годы геофизические методы были направлены на решение региональных задач, экологические исследования, разведку термальных вод, изучение криолитозоны. Решаемые задачи и используемые методы при ГГ и ИГ настолько переплелись, что А.А. Огильви и В.А. Богословский предложили назвать геофизические методы, направленные на комплексные ГГ и ИГ исследования, инженерно-гидрогеологической геофизикой. Пожалуй, стоит согласиться с такой новацией. Теперь, наряду с нефтегазовой, угольной, рудной и др., можно выделить самостоятельную дисциплину – инженерно-гидрогеологическую геофизику.

Верхнюю оболочку земной коры (мощностью в первые тысячи метров), где в наибольшей степени проявляются природные, экзогенные геологические и антропогенно-техногенные процессы, геологи называют геологической средой, а геофизики - геофизической средой. В.К. Хмелевской предлагает называть её экзотехносферой (В.К. Хмелевской, кн. 1997,), так как здесь на почвы, грунты, горные породы воздействуют внешние, экзогенные, воздушные и водные процессы, влияют естественные и искусственные физические поля, проявляется антропогенная (инженерно-хозяйственная) деятельность человека. Геологическая среда и особенно ее верхняя часть разреза (ВЧР) мощностью в десятки, реже первые сотни метров является объектом исследований прикладного раздела геофизики, называемого инженерной или инженерно-гидрогеологической геофизикой.

К геофизическим методам, используемым для изучения геологической среды, предъявляют специфические требования:

• высокую детальность изучения геологической среды на сравнительно небольших глубинах (от нескольких единиц до десятков, реже первых сотен метров) с изменяющимися в пространстве и во времени физическими свойствами, а значит, литологией, водно-физическими характеристиками, с широким проявлением природных процессов и инженерно-хозяйственной деятельности человека;

• использование портативных методов и облегченных измерительных установок для ускорения, удешевления геофизических работ и возможности проведения повторных наблюдений;

• применение нескольких (до 3-4) геофизических методов разной физической природы для повышения точности получаемой информации;

• широкое использование буровых скважин и горных выработок, проходка которых не сложна при небольших глубинах разведки.

Геологическая среда является объектом прямых исследований различных научно-прикладных дисциплин: гидрогеологии, почвоведения, инженерной геологии, мерзлотоведения, гляциологии, геоэкологии. Однако геофизика может дать дополнительную информацию, в результате чего повышается общая эффективность работ.

В соответствии с названными научно-прикладными направлениями инженерная геофизика подразделяется на гидрогеологическую, почвенно-мелиоративную, инженерно-геологическую, мерзлотную, гляциологическую. К ней можно отнести и экологическую геофизику. Однако возрастающее значение для человечества экологических проблем приводит к целесообразности выделения ее в отдельный научно-прикладной раздел геофизики.

Целью ИГГ является характеристика комплекса геологических, ГГ и ИГ условий в пределах выбранной территории для проведения геологоразведочных работ (ГРР) и получения информации, требуемой для выявления полезных ископаемых, в т.ч. подземных вод, для сооружения и эксплуатации различных народнохозяйственных объектов и обеспечения охраны геологической среды (ГС).